目前，施工企业除了要冲破误区、对BIM进行客观了解外；还要有针对性地做好技术储备等准备工作，同时进行局部实践。这样，才能使BIM技术在施工层面的大面积推广和应用成为可能。
BIM，离施工企业有多远？
建筑杂志社记者/吴保平 邓佳
2011年5月，住房和城乡建设部印发《2011-2015年建筑业信息化发展纲要》，将BIM、基于网络的协同工作等新技术作为“十二五”期间行业信息化推广的重点，要在这5年内“加快建筑信息模型（BIM）、基于网络的协同工作等新技术在工程中的应用”。《纲要》仅是一个“预期”，或者说是对BIM发展前景的展望。但在工程实践中，BIM离施工企业到底还有多远？
BIM了解：一种理念，一项技术，多种功能
“BIM”是21世纪尤其是近几年来一个比较火的词汇，与之相关的BIM咨询服务、BIM应用、BIM人才等行业“充斥”于我国工程建筑领域。正如北京鹏宇成软件技术有限公司的相关技术负责人所言：“BIM不是某个特定的软件，它是一项先进的信息技术，也是一种全新的管理理念。它的实现，需要通过针对不同阶段、不同用途而建立相应的软件和系统来支持。既然是一种全新的革命性的建筑理念，那么，BIM就有可能被过度吹捧，或者被束之高阁，与实践脱节。”因此，只有真正了解什么是BIM以及其特性和功能，才能真正掌握和运用这一理念，并最终将其转化为实实在在的生产力。
BIM的概念
BIM即Building Information Modeling的英文缩写，汉语直译为“建筑信息模型”。此类似概念的提出始于20世纪70年代，但BIM技术的日渐发展和完善却是从本世纪开始的。BIM 以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。BIM 具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。同时，又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法既支持建筑工程的集成管理环境，又可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。因此，一个完善的信息模型，可以连接建筑项目生命期内，从设计、施工到运营三个不同阶段的数据、过程和资源，是对工程对象的完整描述，可被建设项目各参与方普遍使用。并且，BIM技术在施工阶段的应用，同施工企业的联系最为密切。
通俗而言，BIM并不仅仅局限于三维几何空间，而是对空间内所有几何体的形状（如：长、宽、高）、属性（如：材质、质量、密度），甚至是价格、施工进度、所属厂家等进行了描述，直观且共享。
BIM 的特性
第一，模型信息的完备性。除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述外，BIM还包括完整的工程信息描述，如对象名称、结构类型、建筑材料、工程性能等设计信息；施工工序、进度、成本、质量，以及人力、机械、材料资源等施工信息；工程安全性能、材料耐久性能等维护信息；对象之间的工程逻辑关系等。
第二，模型信息的关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。如果模型中的某个对象发生变化，与之关联的所有对象都会随之更新，以保持模型的完整性和统一性。
第三，模型信息的一致性。在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。
BIM的功能
一是能解决当前建筑领域信息化的瓶颈问题。首先，BIM能建立单一工程数据源。工程项目各参与方使用的是单一信息源，确保信息的准确性和一致性。实现项目各参与方之间的信息交流和共享，从根本上解决项目各参与方基于纸介质方式进行信息交流形成的“信息断层”和应用系统之间“信息孤岛”问题。其次，BIM可推动现代CAD 技术的应用。全面支持数字化的、采用不同设计方法的工程设计，尽可能采用自动化设计技术，实现设计的集成化、网络化和智能化。第三，BIM能促进建筑生命期管理，实现建筑生命期各阶段工程性能、质量、安全、进度和成本的集成化管理，对建设项目生命期总成本、能源消耗、环境影响等进行分析、预测和控制。
二是实现基于BIM 的工程设计。首先，BIM能够根据3D 模型自动生成各种图形和文档，而且始终与模型逻辑相关，当模型发生变化时，与之关联的图形和文档将自动更新；设计过程中所创建的对象存在着内建的逻辑关系，当某个对象发生变化时，与之关联的对象也随之变化。其次，BIM可实现不同专业设计之间的信息共享。各专业CAD 系统可从信息模型中获取所需的设计参数和相关信息，不需要重复录入数据，避免数据冗余、歧义和错误。第三，BIM可实现各专业之间的协同设计。某个专业设计的对象被修改，其他专业设计中的该对象会随之更新。第四，BIM还可实现虚拟设计和智能设计。实现设计碰撞检测、能耗分析、成本预测等。
三是达到基于BIM 的施工及管理。首先，BIM可实现集成项目交付IPD（Integrated Project Delivery）管理。将项目主要参与方在设计阶段就集合在一起，着眼于项目的全生命期，利用BIM 技术进行虚拟设计、建造、维护及管理。其次，BIM可实现动态、集成和可视化的4D 施工管理。将建筑物及施工现场3D 模型与施工进度相链接，并与施工资源和场地布置信息集成一体，建立4D 施工信息模型。实现建设项目施工阶段工程进度、人力、材料、设备、成本和场地布置的动态集成管理及施工过程的可视化模拟。第三，BIM可实现项目各参与方协同工作。项目各参与方信息共享，基于网络实现文档、图形档和视频档的提交、审核、审批及利用。项目各参与方通过网络协同工作，进行工程洽商、协调，实现施工质量、安全、成本和进度的管理和监控。第四，实现虚拟施工。在计算机上执行建造过程，虚拟模型可在实际建造之前对工程项目的功能及可建造性等潜在问题进行预测，包括施工方法实验、施工过程模拟及施工方案优化等。
总之，BIM可以把建筑生命周期的过程衔接起来，通过可视化的统一管理的数字模型协同指导各个阶段的工作，并提供各阶段工作所需的数据信息。因此，通过BIM，可以协同各专业的合作，减少失误，节约资源，提高效率，从而实现其经济效益和社会效益。
BIM认知：冲破误区，搭建平台，培养人才
也正因为BIM所具有的诸多特性和功能，上海市安装工程有限公司信息管理部主任徐新，这位曾有8年一线建筑工程项目管理工作经历、10年建筑企业信息管理工作经历的首席信息官（CIO），在他的博文中这样写道：“如果说20世纪90年代初的‘甩图板’是设计的第一次革命的话，那么21世纪出来的‘BIM’应该算是设计领域的第二次革命。”然而，“革命”的浪潮何时能从设计领域席卷到施工乃至整个建筑领域，并最终实现其从理论到实践的转变和应用，就要看施工企业对“BIM”的认知水平了。
首先，要冲破对BIM的认知误区，搭建BIM的应用平台。“目前，很多建筑施工企业认为，BIM就是Revit，或者CAD。这是对BIM的误解。”北京鹏宇成软件技术有限公司的这位技术负责人告诉记者，软件只是它的工具，在BIM的应用过程中每个阶段都是有专业的软件，如：BIM建模软件、BIM机电分析软件、BIM综合碰撞检查软件、BIM造价分析软件、日照分析软件、结构分析软件、MEP等，需要根据应用者的需求来决定合适的BIM软件。如果将在市场上具有一定影响的BIM和BIM相关软件放在一起（如表1所示），就可以清楚地看出目前国内在BIM核心建模软件领域上的缺失状态。此外，在表1所列出的13类BIM和BIM相关软件中，国内目前处于空白状态的软件共有8类。需要重点说明的是，表中只列出了目前能够和BIM核心建模软件通过信息交换进行联合工作的软件，虽然其中的内容随时可能会有变化，但整体格局在未来3年，甚至更长时间不会有大的不同。拿三维建模软件Revit来说，很多企业由于看到了BIM的广阔前景，于是开始学习和使用Revit，但是后来又不怎么用了，原因就在于Revit好像还不如AutoCAD来得快。因此，在当今CAD和Revit同时应用的情况下，Revit似乎并没有“后来居上”。但以BIM的发展趋势和前景看，Revit以承载的多种元数据的高度累加集成、参数化双向关联和可视化交流程度等优势取代二维只是个时间问题。
表1 目前具有一定影响的BIM和BIM相关软件统计表
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序号
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BIM软件类型
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主要软件产品
（可与BIM核心建模软件联合工作）
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国产软件
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1
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BIM核心建模软件
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Revit Architecture/Structural/ MEP, Bentley Architecture/
Strautural/Mechanical, ArchiCAD, Digital Project
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空白
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2
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BIM方案设计软件
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Onuma, Affinity
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空白
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3
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与BIM接口的几何造型软件
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Rhino, SketchUP, FormZ
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空白
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4
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可持续分析软件
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Ecotech, IES, Green Building Studio, PKPM
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PKPM
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5
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机电分析软件
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Trane Trace, Design Master, IES Virtual Environment,
博超，鸿业
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博超，鸿业
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6
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结构分析软件
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ETABS, STAAD, Robot, PKPM
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PKPM
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7
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可视化软件
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3DS MAX, Lightscape, Accurender, Artlantis
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空白
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8
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模型检查软件
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Sloibri
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空白
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9
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深化设计软件
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Tekla Structure(Xsteel),探索者
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探索者
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10
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模型综合碰撞检查
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Navisworks, Projectwise Navigator, Solibri
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空白
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11
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造价管理软件
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Innovaya, Solibri, 鲁班
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鲁班
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12
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运营管理软件
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Archibus, Navisworks
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空白
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13
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发布和审核软件
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PDF, 3D PDF, Design Review
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空白
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其次，施工企业在选择出适合自己应用的软件，搭好平台之后，还需要BIM人才去实施。因为，施工企业除了要真正意识到BIM的价值外，最重要的一点是必须有优秀的BIM人才去实施，才能使这一理论成果向实践转化，才能真正转变为生产力。而BIM人才即建筑业信息化人才正是国内工程建筑行业，尤其是施工企业所欠缺的。例如，在运用BIM技术对鄂尔多斯心脑血管医院项目进行施工时，中天泰和国际工程勘察设计（北京）有限公司就投入了20名BIM技术人才：BIM经理1名、各专业BIM负责任人5名、BIM工程师8名、BIM建模员3名、BIM咨询工程师3名。若不是专业致力于BIM或者特级资质施工企业，很难在一个项目上就聚集这么多的专业人才。因此，华中科技大学BIM工程中心副主任、中国建筑业协会工程建设质量管理分会BIM技术专家何关培认为，要从人才职称和执业制度上去培养更多数量的BIM关键人才，以此来产生更多高质量的BIM关键人才，从而更好地实施和普及BIM的应用，最终得以提升我国建筑业质量和效率的广度和深度。
就此而言，施工企业要应用BIM，必须冲破对BIM的误区，搭建一个适合自己应用的平台，同时还要培养BIM关键人才。这样才能用理论去指导实践，才能真正将其转化为生产力。
BIM应用：积极探索，努力实践
BIM是在其成为全球范围内的发展主流的背景下被引入我国的。伴随着BIM理念在我国建筑行业内不断地被认知和认可，其作用也在建筑领域内日益显现，作为建设项目生命周期中至关重要的施工阶段，BIM的运用也为建筑企业的施工生产活动带来极为重要的影响。BIM在施工阶段的应用，大致可分为三个方面：一是设计效果可视化；二是模型效果检验；三是四维效果模拟和施工监控。在利用专业软件为工程建立了三维信息模型后，能得到项目建成后的效果作为虚拟的建筑。因此，BIM为工程各方展现了二维图纸所不能给予的视觉效果和认知角度。同时，可有效控制施工安排，减少返工，控制成本，为创造绿色环保低碳施工等方面提供了有利的支持。理论上如此，而在实际施工上，BIM的应用情况到底如何呢？
美国对BIM的应用
在BIM的发源地美国，BIM技术的应用也并非尽善尽美。2011年11月，徐新赴美参加第一届“建设行业信息与管理高级培训考察”活动。之后，他在《美国BIM考察培训纪实》中这样写道：“一段时间的考察学习下来，美国（东部）对BIM的应用没有想象中的完善。美国虽然是‘BIM’概念的提出国，但时至今日，BIM的概念还没有个完整定义以至于各大厂商都从自己的商业利益出发来定义，人为夸大了自身软件的功能，并认为是BIM。从应用角度来看，BIM应用的关键同时也比较成熟的还是在设计阶段。具体到施工管理，即便是应用最为彻底的Mortenson公司，其现场需要的BIM模型也不过是包含了3D几何信息的模型，之外的其他信息就显得不怎么重要，能形象指导施工就行了，也因为分包商手里还掌握着自己进行深化设计后，所包含自己专业内容的BIM模型，这与管理模式也紧紧相连。”具体到美国施工企业的BIM实践，徐新说：“Grand central station 改造项目，主要用DWG文件转换为3D，导入Navisworks中解决结构碰撞检查问题，MEP未能在此项目上应用。据这家公司称，美国东部3D指导施工应用总体不会超过10%，主要还是2D的施工图，做些碰撞检查。”对于BIM技术的应用，美国尚且如此，那么国内的情况又怎样呢？
国内对BIM的应用
2008北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程、上海世博馆工程、香港地铁、上海中心大厦等工程项目，在实施过程中均成功应用了BIM技术，并且展现出BIM的强大功能。尤其是在上海中心大厦工程中，由于将BIM技术完整地引入到该项目的设计、施工与管理的全过程中，被业界称为是一个具有里程碑意义的项目。
上海中心大厦占地3万多平方米，为上海陆家嘴摩天大楼建设计划最后的压轴工程；主体建筑结构高为580米，总高度632米，是目前中国国内建设中的第二高楼，总投入超过148亿元，由上海建工集团总承包；计划2015年全面建成并启用，届时将成为世界第一绿色摩天高楼。据上海中心大厦建设发展有限公司BIM项目经理赵斌介绍，由于该工程存在参与方众多、分支系统复杂、信息量大、有效传递困难、成本控制难度大等问题，因而BIM项目部从全生命周期角度出发，以BIM技术为手段，应用Autodesk Revit建立模型，并在三维的环境里完成对项目的修改和深化设计，针对项目的设计、施工以及运营的全过程，有效地控制工程信息的采集、加工、存储和交流，从而帮助项目的最高决策者对项目进行合理的协调、规划和控制。
上海中心大厦项目的建筑形态、高度和外幕墙结构变化相当复杂，初期共做了20多个方案，就旋转的外形而言，最终选定了矩柱与支外伸臂加上支核心筒的结构体系，BIM平台使结构选型变得非常简单明了。
在施工阶段，项目面临的最大挑战是它的高度。在整个建造的过程中，施工方全程都将BIM纳入其中，整个周期都是通过精细化的管理手段来完成的，从模拟阶段过渡到实际的建造上来。例如，所有的钢结构安装，都是利用BIM技术对结构进行电脑拼装的，这不仅提高了钢结构的加工效率，而且降低了加工成本。再如机电的安装，采用了精细化预制和施工后，降低了60%的现场制做工作量，减少了90%的衔接、胶粘等危险与有毒有害作业，实现了70%的预制率。
在绿色施工和低碳方面，BIM为此项目提供了有力的保障。针对超高层建筑体量大、系统设施复杂、运营能耗大、室内环境质量要求高、集中排放负荷大、可再生能源的利用受安全性约束大等特点，围绕节地、节能、节水、节材、室内环境质量把控和运营管理等方面，项目部因地制宜地利用BIM，合理采用绿色建筑技术，通过本地化材料、高强材料和可循环材料的使用，优化结构设计、可视化室内自然采光模拟、营造室内舒适热环境等，实现超高层建筑的绿色接力和可持续发展，为今后超高层建筑的环保节能提供范例，从而推动我国绿色建筑评价体系的科技进步。
在国内，将BIM技术完整地引入到建筑的设计、施工与管理的全过程中的工程，上海中心大厦项目还仅是个案。大多数施工企业在BIM技术的应用上，还处在试点探索阶段。2011年初，上海市安装工程有限公司就将金虹桥国际中心项目作为推行和应用BIM技术的试点项目。该项目部经理黄海峰介绍说，在项目的施工和管理过程中应用BIM技术，有利于组织施工和对材料进行管控。
以组织施工而言，首先是可以提前发现和解决碰撞的设计问题。在管道施工前，项目部应用鲁班软件按照图纸要求建立虚拟模型来检查各个专业管道之间的碰撞以及与土建专业中梁、柱的碰撞。发现碰撞，及时调整，较好地避免施工中管道发生碰撞和拆除重新安装的问题。比如，工程师运用该软件在15楼设备层找到了大小212处碰撞点，其中影响比较大的碰撞点有12处；地下室B3层消防和通风专业碰撞点158处，其中影响比较大的碰撞点有15处。项目部和设计人员进行了及时沟通，重新调整标高，直接把问题解决在模型中，避免了拆除重新安装的问题。其次是在复杂区域应用三维虚拟模型，指导班组施工。项目部针对设备间复杂的区域，建立三维空间模型，直接向班组进行施工交底和作业指导，效果更加直观、方便。如在B3层的消防施工时，发现了消防主管之间有碰撞，消防主管和风管有碰撞，报警阀间入口处在图纸上存在明显的标高无法达到和管线碰撞的问题。管道施工员与软件设计人员进行了及时沟通调整，用调整后的三维空间模型直接向班组交底。
“应用BIM技术，推进信息化管理，这是施工企业主动适应市场变化、促进企业发展的必然要求；也是提升企业实力和总集成管理能力的必然要求。因此，施工企业只有进一步提高认识，积极探索，努力实践，才能加快推进项目信息化管理的步伐，才能不断提高项目管理的效率和效益。”黄海峰根据自身的实践，最后总结出施工企业应用BIM技术的重要性。
总之，施工企业除了要冲破误区，客观了解“BIM”，并对其进行持续关注外，还要有针对性地做好技术储备等准备工作，同时可以进行局部实践。这样，才能使BIM技术在施工企业的大面积推广和应用成为可能。
